基于細(xì)觀層次橡膠混凝土力學(xué)性能的數(shù)值模擬.pdf

1、目前，對(duì)高性能混凝土力學(xué)性能的研究主要有以下兩種途徑：材料力學(xué)性能試驗(yàn)和細(xì)觀數(shù)值模擬。在細(xì)觀數(shù)值模擬的背景下，力學(xué)試驗(yàn)具有雙重作用：一方面，為細(xì)觀數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括試樣組成材料的細(xì)觀力學(xué)性質(zhì)、試樣尺寸等；另一方面，數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性必須能夠經(jīng)得起試驗(yàn)的檢驗(yàn)。而力學(xué)試驗(yàn)有其自身的缺點(diǎn)：耗時(shí)且費(fèi)用高，試驗(yàn)結(jié)果往往還受各種因素的影響，且一般的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)法解釋混凝土細(xì)觀破壞機(jī)理。本文針對(duì)橡膠混凝土（CRC）真實(shí)試驗(yàn)中存在的不足，從細(xì)觀

2、層次，基于隨機(jī)骨料模型，選擇簡(jiǎn)單的本構(gòu)關(guān)系，結(jié)合理論和試驗(yàn)成果，建立細(xì)觀數(shù)值模型，利用非線性有限元方法對(duì)橡膠混凝土材料的力學(xué)性能進(jìn)行模擬研究。在節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用和試驗(yàn)時(shí)間的同時(shí)，克服真實(shí)試驗(yàn)的不足，并且能夠選擇出最優(yōu)的方法，達(dá)到預(yù)期目的；同時(shí)還可以在以往試驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)未知問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，對(duì)提出的新理論進(jìn)行前期論證；為新型建筑材料開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容如下： ⑴分別利用瓦拉文（Walraven）公式和富勒（W.B.Fuller）公

3、式計(jì)算出各等效粒徑下，二、三維細(xì)觀骨料的數(shù)目。 ⑵編寫隨機(jī)骨料生成程序，利用蒙特卡羅的方法，生成各種形狀（圓形、橢圓形、凸多邊形及混雜形狀）的二維隨機(jī)骨料模型和三維球形骨料模型。 ⑶采用波前算法對(duì)二維隨機(jī)骨料進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分四節(jié)點(diǎn)四邊形單元；對(duì)三維球形隨機(jī)骨料模型采用漸變技術(shù)拓?fù)渖蒁elaunay四面體空間單元。 ⑷在細(xì)觀層次模擬橡膠混凝土?xí)r，假設(shè)橡膠顆粒為完全彈性材料，引入線性莫爾庫(kù)侖本構(gòu)并考慮拉伸軟化及壓